Để cải tiến việc áp dụng các luật sản xuất, năm 1954, Markov đã đề xuất một cấu trúc điều khiển cho hệ thống sản xuất. Một thuật toán Markov (Markov algorithm) là một nhóm các sản xuất có thứ tự được áp dụng theo một thứ tự ưu tiên cho một xâu vào. Nếu luật có ưu tiên cao nhất không được áp dụng, thì qui tắc tiếp theo sẽ được áp dụng và cứ thế tiếp tục.
Hình 2.8. Xích Markov
Thuật toán Markov dừng nếu :
nếu sản xuất đó là cuối một giai đoạn được áp dụng.
Thuật toán Markov cũng có thể được áp dụng cho một xâu con của một xâu, bắt đầu từ bên trái :
Ví dụ : Cho luật AB HIJ Khi đó, áp dụng cho xâu vào GABKAB sẽ tạo ra xâu mới GHIJKAB. Từ đó, ta nhận được tiếp tục xâu mới GHIJKHIJ. Ký tự đặc biệt biều diễn xâu rỗng, là xâu không có ký tự nào.
Ví dụ : Luật A
Là xóa tất cả các xuất hiện của A trong một xâu.
Các ký hiệu đặc biệt khác có vai trò như biến biểu diễn một ký tự bất kỳ được viết bởi các chữ cái thường a, b, c...
Ví dụ, luật A x B B x A
Cho phép nghịch đảo các ký tự A và B.
Các chữ cái Hy lạp , dùng để chỉ các dấu đặc biệt của xâu. Ở đây, các chữ cái Hy lạp dùng để phân biệt với bảng chữ cái đang sử dụng.
Một ví dụ về thuật toán Markov là di chuyển chữ cái đầu tiên đến vị trí cuối cùng của một xâu vào. Những luật được ưu tiên áp dụng cao nhất là (1), thấp hơn là (2), rồi (3).
2. 3.4. 2. Các thuật toán mạng lưới
Thuật toán Markov sử dụng chiến lược điều khiển tất định để áp dụng các luật có độ ưu tiên cao hơn trước tiên. Chừng nào mà luật có độ ưu tiên cao nhất không được áp dụng, thì thuật toán Markov sẽ tìm một luật khác có độ ưu tiên thấp hơn để áp dụng. Mặc dù thuật toán Markov có thể được sử dụng chủ yếu trong một hệ chuyên gia, nó vẫn không có hiệu quả trong những hệ thống có nhiều luật.
Vấn đề vềhiệu suất trở nên quan trọng khi người ta cần tạo ra các hệ chuyên gia giải quyết các bài toán thực tiễn chứa từ hàng trăm đến hàng ngàn luật. Một hệ
chuyên gia là không hiệu quả nếu người sử dụng phải chờ đợi rất nhiều thời gian để nhận được một câu trả lời từ hệ thống. Vấn đề là cần có một thuật toán biết được tất cả các luật và có thể chọn ra các luật cần thiết để áp dụng thay vì thử lần lượt các luật.
Một giải pháp cho vấn đề này là thuật toán mạng lưới do Charles L. Forgy đề xuất tại trường Đại học Carnegie, Mellon, Hoa Kỳ vào năm 1979 trong luận văn tiến sĩ của ông về OPS.
Thuật toán mạng lưới cho phép so khớp rất nhanh để nhận được câu trả lời tức thời bằng cách lưu giữ thông tin của các luật trong một mạng lưới. Thay vì so khớp lặp đi lặp lại các sự kiện mỗi lần áp dụng một luật trong mỗi chu trình nhận thức, thuật toán mạng lưới chỉ nhìn những thay đối khi so khớp trong mỗi chu trình.
2. 3.4. 3. Thuật toán tổng quát
Thuật toán tổng quát để thiết kế một hệ chuyên gia gồm các bước như sau: Begin
Chọn bài toán thích hợp Phát biểu và đặc tả bài toán
If Hệ chuyên gia giải quyết thoả mãn bài toán và có thể sử dụng Then
While Bản mẫu chưa được phát triển hoàn thiện Do Begin
Thiết kế bản mẫu Biểu diễn tri thức Tiếp nhận tri thức Phát triển hoàn thiện bản mẫu
End
Hợp thức hoá bản mẫu Triển khai cài đặt Hướng dẫn sử dụng Vận hành Bảo trì và phát triển Else Tìm các tiếp cận khác thích hợp hơn EnIf Kết thúc
End
Để thiết kế một hệ chuyên gia, trước tiên cần có sự lựa chọn một bài toán thích hợp. Tương tự các dự án phần mềm, để triển khai thiết kế một hệ chuyên gia, cần phải có các yếu tố về nhân lực, tài nguyên và thời gian. Những yếu tố này ảnh hưởng đến giá thành của một hệ chuyên gia.
Người ta thường đặt ra các câu hỏi sau đây :
1. Lí do xây dựng một hệ chuyên gia ? Câu hỏi này thường xuyên được đặt ra cho bất kỳ dự án nào. Có thể trả lời ngay là do những đặc trưng và ưu điểm của các hệ chuyên gia. Trước khi bắt đầu, cần xác định rõ đâu là bài toán, ai là chuyên gia, và ai là người sử dụng.
2. Thanh toá n ra sao ? Khi quyết định xây dựng một hệ chuyên gia (câu hỏi 1) cần một sự đầu tư về nhân lực, tài nguyên, thời gian và tiền bạc. Do vậy người sử dụng hệ chuyên gia phải trả tiền, tuỳ theo tính hiệu quả hay ưu điểm của hệ chuyên gia sử dụng. Tuy nhiên, nếu không có ai sử dụng hệ chuyên gia, thì sẽ không có ai trả tiền để bù lại chi phí và có lãi. Do hệ chuyên gia là một công nghệ mới, câu hỏi này khó trả lời hơn và có nhiều rủi ro hơn so với lập trình thông thường.
3. Sử dụng những công cụ nào để xây dựng một hệ chuyên gia ? Hiện nay có rất nhiều công cụ để xây dựng các hệ chuyên gia. Mỗi công cụ đều có những ưu điểm và nhược điểm nhất định. Những công cụ phổ biến là CLIPS và OPS5, ngoài ra có ART, ART-IM, Eclipse, Cognate...
4. Chi phí để xây dựng một hệ chuyên gia là bao nhiêu ? Chi phí hay giá thành để xây dựng một hệ chuyên gia phụ thuộc vào nguồn nhân lực, tài nguyên và thời gian hoàn thiện nó. Bên cạnh chi phí về phần cứng, phần mềm, còn chi phí về đào tạo (training). Ví dụ ở Mỹ, chi phí để đào tạo sử
dụng thành thạo một hệ chuyên gia có thể lên tới 2. 500USD/tuần lễ/người.
Sau bước lựa chọn, phát biểu và đặc tả bài toán là các bước phát triển hệ chuyên gia. Sau đây ta sẽ xem xét các hệ chuyên gia được phát triển như thế nào.
2. 3.4. 4. Các bước phát triển của hệ chuyên gia
Để thiết kế một hệ chuyên gia, trước tiên cần có sự lựa chọn một bài toán thuộc một lĩnh vực thích hợp sau đó người ta đặt ra các câu hỏi và xác định rõ đâu là bài toán, ai là chuyên gia và ai là người sử dụng.
Trong phạm vi rộng, việc phát triển một hệ chuyên gia phụ thuộc vào nguồn tài nguyên cung cấp. Tuy nhiên, giống như các dự án khác, việc phát triển còn phụ thuộc vào cách tổ chức quản lý quá trình phát triển như thế nào.
Quản lý dự án công nghệ tri thứ c, chủ đề tiếp cận hệ chuyên gia, bao gồm các công đoạn như sau:
1. Quản lý hoạt động. Công việc gồm có :
Lập kế hoạch: bao gồm (i) Định nghĩa các hoạt động; (ii) Xác định các hoạt động ưu tiên; (iii) Nhu cầu tài nguyên; (iv) Ghi nhớ các sự kiện; (v) Xác định thời gian; (vi) Phân công trách nhiệm.
Lập biểu công việc: bao gồm (i) Ấn định điểm bắt đầu và điểm kết thúc dự án; (ii) Giải quyết xung đột khi gặp các việc cùng mức ưu tiên.
Phân bố thời gian: Kiểm tra thực hiện dự án.
Phân tích: Phân tích các hoạt động về lập kế hoạch, lập biểu công việc và phân bố thời gian hoạt động.
Quản lý sản phẩm: bao gồm (i) Quản lý các phiên bản khác nhau của sản phẩm; (ii) Quản lý thay đổi; (iii) Quản lý các giải pháp sử đổi sản phẩm và ước lượng ảnh hưởng của thay đổi sản phẩm.
Phân công người sửa đổi hệ thống. Cài đặt phiên bản mới.
Quản lý tài nguyên: bao gồm (i) Dự báo nhu cầu tài nguyên; (ii) Thu thập tài nguyên; (iii) Phân công trách nhiệm để sử dụng tối ưu nguồn tài nguyên; (iv) Phân bố tài nguyên.
2. 3.5. Kết luận chương
Trong chương trên, luận văn đã trình bày các tìm hiểu về cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài, cụ thể tìm hiểu tổng quan về tri thức với các nội dung sau:
Khái niệm về tri thức; Phân loại tri thức; Cách quản lý tri thức; Biểu diễn tri thức;
Tìm hiểu về hệ chuyên gia và cũng là chương thiết kế hệ chuyên gia, chương này ta đi tìm hiểu về các phương pháp lập luận, suy luận, và các phương pháp suy diễn, cơ chế điều khiển. Ngoài ra, ta còn đi tìm hiểu các hệ thống sản xuất trong việc thiết kế hệ chuyên gia như hệ thống sản xuất Post và các bước phát triển của một hệ chuyên gia nói chung. Đây là cơ sở cho việc thử nghiệm xây dựng một hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh ở chương 3.
CHƯƠNG 3
HỆ CHUYÊN GIA CHẨN ĐOÁN BỆNH TRẦM CẢM
Chương này sẽ đề cập khả năng của công cu ̣ công nghệ thông tin để đánh giá bệnh trầm cảm, trong quá trình chẩn trị. Chương này sẽ tập trung vào biện pháp tâm
lí, làm cơ sở cho hệ chuyên gia chẩn trị. Trước hết nội dung của chương sẽ có hiện trạng của vấn đề, đặt bài toán và giải pháp đề xuất.
3.1. HIỆN TRẠNG VỀ TRẦM CẢM VÀ TÌNH HÌNH CHỮA TRỊ 3.1.1 Hiện trạng 3.1.1 Hiện trạng
Theo thông tin trên [12], Trầm cảm đang là một trong những căn bệnh được thế giới quan tâm, nó gây nên cơn sốt trong thời đại mới bởi những hậu quả khôn lường mà người bị bệnh cũng như những người thân của bệnh nhân phải gánh chịu. Vậy, đâu là nguyên nhân, giải pháp phòng tránh và phương pháp trị liệu căn bệnh này? Để giải đáp những vấn nạn trên, Chuyên đề số 198 của Chương trình Chuyên đề Giáo Dục đã tổ chức, với chủ đề: "Trầm cảm - căn bệnh của thời đại". Buổi thuyết trình do bác sĩ Trương Trọng Hoàng, Phó trưởng bộ môn y đức và khoa học hành vi, trường đại học Y khoa Phạm Ngọc Thạch trình bày, đã đem đến cho người tham dự những câu trả lời thỏa đáng về căn bệnh thế kỷ này.
Hình 3.1. Trang tin của trường đại học y khoa Phạm Ngọc Thạch
Hiện nay, các phương tiện truyền thông đại chúng đang không ngừng đưa tin về căn bệnh trầm cảm, nó được mệnh danh dưới nhiều tên gọi như: "sát thủ giấu mặt", "gánh nặng tiềm ẩn",...Song, số đông trong chúng ta đều hiểu rất "khiêm tốn" về cách phòng tránh và chữa trị căn bệnh này.
3.1.2. Tình hình chữa trị trầm cảm
Hiện nay, có hơn 350 triệu người trên toàn thế giới ở mọi lứa tuổi bị trầm cảm. Trầm cảm là nguyên nhân dẫn đầu của tàn tật trên thế giới, là yếu tố góp phần
chủ yếu trong gánh nặng toàn cầu về bệnh tật. Theo nghiên cứu thì phụ nữ bị trầm cảm nhiều hơn nam giới.
Tổ chức Y tế thế giới nhận định: Nếu bệnh vừa hoặc nặng, người bị trầm cảm có thể cần thuốc và điều trị qua việc trò chuyện.
Trầm cảm là một rối loạn có thể được chẩn đoán và điều trị bởi những thầy thuốc không chuyên khoa như là một phần của hoạt động chăm sóc sức khỏe ban đầu.
Bác sĩ chuyên khoa chỉ cần cho một tỉ lệ nhỏ người bị trầm cảm có biến chứng hoặc không đáp ứng với điều trị bước một.
Trầm cảm là căn bệnh đã có từ thời cổ đại, nhưng cái mới với chúng ta chính là sự nhận thức, vì cho đến bây giờ, bệnh đang bùng phát ở mọi nơi, đặc biệt các nước đang phát triển, và con người đang phải đương đầu với những hậu quả của nó. Bệnh trầm cảm là một bệnh rất phổ biến. Cứ 100 người có đến 10 người bị bệnh này và xác suất bị bệnh này trong đời người (lifetime prevalence) có thể đến 15%.
WHO tiên đoán rằng đến năm 2020 thì bệnh trầm cảm sẽ trở thành căn bệnh thứ nhì dẫn đến tàn tật (disability) trên toàn thế giới và căn bệnh thứ nhất dẫn đến tàn tật ở những nước đang phát triển.
Tại Việt Nam, theo số liệu tại Bệnh viện Tâm thần Trung ương, năm 2000, tỷ lệ mắc bệnh trầm cảm là 2,47% dân số tương đương khoảng 1,9 triệu người. Nhưng đến nay đã tăng lên gần 3%, tương đương khoảng 2,2 triệu người (riêng TPHCM là 5% dân số). Trong đó chỉ 25% được điều trị kịp thời và đúng phương pháp.
3.2. NHU CẦU SỬ DỤNG CÔNG CỤ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ CHẨN TRỊ TRẦM CẢM TRỊ TRẦM CẢM
Theo hệ thống phân loại bệnh DSM-IV, người bệnh được chẩn đoán là Trầm cảm khi:
1. Có trạng thái trầm uất hoặc mất hứng thú đối với những hoạt động trong đời sống trong ít nhất 2 tuần;
Trạng thái trầm uất gần như cả ngày;
Giảm hứng thú trong tất cả hoặc đa số hoạt động; Giảm hoặc tăng cân đáng kể ngoài ý muốn; Mất ngủ hoặc ngủ quá mức;
Kích động hoặc chậm chạp mà người khác chú ý thấy được; Mệt mỏi hoặc mất năng lượng;
Cảm giác vô giá trị và sự mặc cảm quá mức;
Giảm khả năng suy nghĩ hoặc tập trung, hoặc không quyết định được; Những ý nghĩ về cái chết lặp đi lặp lại.
3.2.1. Khả năng của công cụ công nghệ thông tin
Theo những thông tin, điều kiện xây dựng hệ chuyên gia cần được xác định cụ thể. Ở đây đề cập khả năng của công cụ công nghệ thông, tức khả năng và điều kiện để thực hiện hệ chuyên gia. Một số lưu ý như [6] khuyến cáo:
1. Xác định mức độ của hệ chuyên gia. Luận văn chỉ đề cập chẩn trị bệnh trầm cảm, qua phác đồ đánh giá mức độ;
2. Năng lực vừa phải: hệ thống đơn giản, không yêu cầu cấu hình máy tính cao;
3. Tập trung trí tuệ chuyên gia: luận văn dựa vào phác đồ DASS để đánh giá lo âu, trầm cảo và căng thẳng. Ngoài ra, cần có một số ca bệnh thí dụ để minh họa cho ngườ i dùng thấy vai trò của hệ chuyên gia;
4. Xử lí trong hệ thống chuyên về kí hiệu, tức các dạng câu theo logic vị từ, hay các mức độ lựa chọn, các mẫu tương tác thông dụng.
3.2.2. Chức năng cần có của Hệ chuyên gia đánh giá trầm cảm
Hệ chuyên gia sẽ lập luận trên những câu trả lời của ngườ i dùng, đồng thời tích lũy các kết quả để thu được đánh giá cuối cùng. Trong các lược đồ hay sử du ̣ng, hàm đánh giá cuối cùng là hàm tính gộp, như phép công số học, của các mức độ, những theo các trọng số khác nhau đối với các khía cạnh được hỏi.
Người dùng có thể theo lược đồ:
2. Trả lời từng câu hỏi, trong quá trình tương tác với hệ thống.
Sử du ̣ng hệ chuyên gia sẽ giảm được các câu hỏi thừa, khi hệ thống đã có thể đánh giá về người bệnh. Như vậy tiếp cận thứ hai sẽ có ưu điểm hơn.
Hệ thống giới thiệu với ng i ng Ng i ng tiếp nhận các câu hỏi Ng i ng trả l i đ ợc Ng i ng trả l i bằng cách lựa chọn khả năng đúng Ng i ng t ơng tác với hệ thống để rõ câu hỏi sai Hệ thống đánh giá mức độ trầm cảm và liệt kê quá trình làm việc cho ng i
ng biết
Hình 3.2. Quá trình làm việc của hệ chuyên gia đánh giá trầm cảm
Một khía cạnh quan trọng trong hệ chuyên gia là cho phép ngườ i dùng tương tác với hệ thống. Ngườ i ta có thể yêu cầu làm rõ câu hỏi hay yêu cầu về vấn đề liên quan. Khi đó chức năng tư vấn là cần thiết, để trả lời các câu hỏi của người bệnh. Tuy nhiên, công cụ này không đơn giản, cần có nhiều ca bệnh tham khảo để có các tư vấn phù hợp. Hiện tại, hệ chuyên gia thử nghiệm mới chỉ có chức năng giải thích câu hỏi, để người dùng trả lời phù hợp.
Việc đưa ra các bước lập luận trong hệ chuyên gai có ý nghãi giải thích kết luận của hệ thống. Việc này ứng với trả lời cho câu hỏi WHY (tại sao) của hệ thống.
3.3. ĐẶT VẤN ĐỀ CHO HỆ CHUYÊN GIA ĐÁNH GIÁ TRẦM CẢM 3.3.1. Sơ đồ chẩn trị 3.3.1. Sơ đồ chẩn trị